WHOI-Wissenschaftler dringen mit dem Tauchboot „Alvin“ in neue Tiefen vor

Für einen Moment sieht das Tier nur wie ein bläulicher, amöbenartiger Fleck auf dem Meeresboden aus. Dann so etwas wie ein aufgeblasener Latexhandschuh. Doch als die Wissenschaftler näher kommen, nimmt es Gestalt an: Erste stämmige Arme, ein tintenschwarzes Auge, ein bauchiger Kopf mit liebenswerten, ohrenähnlichen Flossen.

Ein Dumbo-Oktopus – ein seltener Tiefsee-Regenschirmkraken, der von Wissenschaftlern als „Grimpoteuthis“ bekannt ist und wegen seiner normalerweise geringen Größe, seiner rundlichen Form und seinen schlaffen „Ohren“-Flossen, die an Disneys fliegendes Elefantenbaby erinnern, oft als „der süßeste Oktopus der Welt“ bezeichnet wird , Dumbo.

„Das ist erstaunlich“, hört man einen der Wissenschaftler sagen, als der Oktopus in den Fokus rückt.

„Oh mein Gott, das ist so cool“, kommentiert ein zweiter.

„Er ist sehr tiefgründig.“

Es gibt eine kurze Diskussion über die Schwierigkeit, die vergrößerte Kamera auf das Tier zu zentrieren, das auf einem Meeresboden ruht, der mit uralter Kissenlava am Mid-Cayman-Anstieg überzogen ist – einer divergierenden Plattengrenze an einem der tiefsten Punkte auf dem Meeresboden im Karibischen Meer, in der Nähe der Cayman Islands.

„Lass uns das ganz langsam angehen. Ganz langsam“, sagt der erste Wissenschaftler mit gemessener und ruhiger Stimme. „Okay... richten Sie es für die Aufnahme aus.“

Auf dem Meeresboden beginnt der blasse Oktopus zu erröten, sein blasses Fleisch verdunkelt sich zu violetten und dunkelgrauen Tönen, seine Arme beginnen sich zu spannen und zu kräuseln, die Haut zwischen seinen Tentakeln beginnt sich in Zeitlupe zu wellen wie die Falten der Röcke einer mexikanischen Jalisco-Tänzerin , wodurch man einen Blick auf die erste Reihe kräuselartiger Saugnäpfe darunter werfen kann. Das runde, dunkle Auge scheint eine gewisse Vorsicht auszudrücken, aber das Tier flieht nicht – es hat hier keine Raubtiere, aber es ist nicht an das Licht gewöhnt, das über seinen Körper fließt, und an das Summen der Maschinen, das durch das Gewicht des sich ausdehnenden Meeres gedämpft wird über sich, zweifellos der erste von Menschen erzeugte Ton.

„Ich bekomme gerade ein tolles Video“, verkündet der zweite Wissenschaftler mit leiser Stimme, die aber kaum die Aufregung unterdrücken kann.

Dies war nur eines der Gespräche, die erst vor wenigen Wochen stattfanden, als Wissenschaftler der Woods Hole Oceanographic Institution zusammen mit Wissenschaftlerkollegen anderer Institutionen das kürzlich modernisierte, von Menschen besetzte Tauchboot Alvin der Forschungseinrichtung durch den sprichwörtlichen Spießrutenlauf schickten der Mid-Cayman Rise und der Puerto Rico Trench.

WHOI-Wissenschaftlerin Anna Michel, leitende Wissenschaftlerin der National Deep Submergence Facility, die das zur US-Marine gehörende Alvin betreibt, erklärte, dass die Expedition zur wissenschaftlichen Verifizierung – die im Laufe der Zeit aus 14 Tauchgängen an und nahe der Grenze zwischen der Karibik und dem Atlantik bestand Drei Wochen in diesem Sommer – diente dazu, die wissenschaftlichen und technischen Systeme von Alvin zu testen, um sicherzustellen, dass das Tauchboot für die Proben- und Datenerfassung in der Tiefsee verwendet werden kann.

Unmittelbar vor der wissenschaftlichen Verifizierungsfahrt unterzog sich Alvin ab Anfang Juli Seeversuchen, um eine neue Tiefenbewertung von 6.500 Metern zu erreichen – oder, um es besser auszudrücken, erstaunliche vier Meilen.

Für die Wissenschaftler der Forschungseinrichtung ist das etwas, worüber man sich freuen kann, vor allem wenn man bedenkt, dass der tiefste Punkt der Erde etwa 11 km tief ist, nämlich das Challenger Deep im Marianengraben.

Aus der Tiefe:UMass Dartmouth erhält Mittel für den Bau eines neuen Labors für biologisch abbaubare Kunststoffe

Sobald die Tiefenbewertung erreicht war, „gingen wir als Wissenschaftler los und brachten viele Nachwuchswissenschaftler und neue Benutzer in das Programm, um die wissenschaftlichen Fähigkeiten des U-Boots in diesen neuen Tiefen zu testen“, sagte Michel.

Es gebe viele wissenschaftliche Geräte, darunter ein neues Bildgebungssystem, die getestet werden müssten, sagte sie.

„Die Wissenschaft hat das U-Boot in diesen neuen Tiefen noch nicht eingesetzt, also haben wir das U-Boot wirklich auf Herz und Nieren geprüft, um zu zeigen, dass wir in diesen neuen Tiefen wissenschaftliche Forschung betreiben können“, sagte Michel.

Die Bemühungen waren ein voller Erfolg und die Forschungseinrichtung teilt nun die Ergebnisse und einige Bilder.

„Wir haben die Messlatte für Alvin hoch gelegt und es hat unsere Erwartungen problemlos erfüllt oder sogar übertroffen“, sagte Michel.

Sie und der Geophysiker Adam Soule von der University of Rhode Island leiteten die wissenschaftliche Verifizierungsmission, die vom Forschungsschiff Atlantis aus durchgeführt wurde, und beide nahmen an den Tauchgängen teil.

Im Puerto-Rico-Graben wurden fünf Tauchgänge durchgeführt. Diese Tauchgänge konzentrierten sich auf Alvins „Fähigkeit, multidisziplinäre Forschung zu unterstützen, einschließlich geologischer Probenahmen und Beobachtungen zwischen den hoch aufragenden Klippen, die durch die Kollision zwischen der nordamerikanischen und der karibischen tektonischen Platte entstanden sind, sowie biologische Probenahmen in Abgrund- und Hadaltiefen“, so die Forschungseinrichtung.

Dort führten die Wissenschaftler direkte Beobachtungen einiger der tiefsten Meeresbodenbereiche des Atlantischen Ozeans durch. Sie sammelten auch Proben der 100 Millionen Jahre alten ozeanischen Kruste sowie biologischer Organismen – darunter die tiefsten bekannten Exemplare ihrer Art.

Dann gingen sie weiter zum Mid-Cayman Rise, der als der Punkt beschrieben wird, „an dem sich die beiden Platten mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 Millimetern (0,5 Zoll) pro Jahr trennen“. Dort wurden neun Tauchgänge durchgeführt, die sich auf „chemische und biologische Probenahmen rund um hydrothermale Quellen und Sickerstellen, einschließlich des Beebe Vent Field – den heißesten und tiefsten bekannten hydrothermalen Quellen der Erde“ konzentrierten, sagten die Wissenschaftler.

Ein Highlight gegen Ende der Mission war der Dumbo-Oktopus, der während eines Tauchgangs Mitte August ins Blickfeld geriet.

„Es handelte sich um komplizierte Tauchgänge an komplexen Orten, die nicht nur für das U-Boot eine Herausforderung darstellten, sondern auch für die Menschen, die es bedienen und die Wissenschaft ermöglichen“, sagte Soule, der leitende Wissenschaftler des National Deep der Forschungseinrichtung Submergence Facility, bevor er eine Professur an der Universität von Rhode Island übernahm und Michel die Leitung überließ.

Für Soule waren die Errungenschaften des Sommers – die neue Tiefenzertifizierung und die erfolgreiche Prüfung wissenschaftlicher Geräte – die Verwirklichung eines langjährigen Ziels. Vor seiner siebenjährigen Tätigkeit als leitender Wissenschaftler der Unterwasseranlage war er 17 Jahre lang als WHOI-Wissenschaftler tätig. Ein Jahrzehnt lang, sagte er, war er an der Weiterentwicklung von Alvin beteiligt. Eine erste Reihe von Verbesserungen wurde 2014 abgeschlossen, gefolgt von der jüngsten Überholung, die im März 2020 begann und von der National Science Foundation finanziert wurde.

„Es ist wirklich erfreulich zu sehen, dass dieses Fahrzeug dieses Stadium erreicht. Dies ist seit vielen Jahren ein Ziel der Alvin-Gruppe und der wissenschaftlichen Gemeinschaft – die Tiefenbewertung und die Fähigkeit, tiefer in den Ozean zu blicken, zu verbessern“, sagte er.

Zu den neuesten Upgrades von Alvin gehören neue Titan-Ballastkugeln, ein verbessertes Hydrauliksystem, neue Triebwerke und Motorsteuerungen, aktualisierte Befehls- und Kontroll- und Navigationssysteme sowie ein neues 4K-Bildgebungssystem.

Soule, der etwa 25 Tauchgänge in Alvin unternommen hat, sagte, die neue Tiefenzertifizierung sei ein bemerkenswerter Meilenstein für das Tauchboot, das 1964 in Dienst gestellt wurde und das erste Tiefsee-Tauchboot war. Seine bisherige maximale Tiefe betrug 4.500 Meter – etwa 2,8 Meilen.

„Als es bis auf 4.500 Meter tauchen konnte, war es möglich, in vielleicht 70 % des Ozeans wissenschaftliche Forschung zu betreiben“, sagte Soule. „Das Spannende an dieser neuen Tiefenzertifizierung ist, dass sie 99 % des Ozeans für dieses U-Boot zugänglich macht. Seine Fähigkeit, in diese Tiefen zu tauchen und Proben zurückzubringen, macht es zu einem besonderen Werkzeug.“

Ein tieferer Einblick:„Der Ozean lebt“: Nach einem 50-Millionen-Dollar-Upgrade kann das Forschungs-U-Boot Alvin 99 % des Meeresbodens erreichen

Michel ist ebenso begeistert von Alvins Fähigkeiten und seiner Zukunft.

„Alvin wird von Wissenschaftlern in unserem ganzen Land für wissenschaftliche Forschung genutzt“, sagte sie und nannte es „einen nationalen Vermögenswert“. Sie erklärte, dass Wissenschaftler Stipendien vergeben können, um Alvin und das Segelschiff, das es transportiert, für ihre Forschung nutzen zu können.

Die Zusammenarbeit mit Alvin sei „wirklich aufregend“, sagte Michel, die diesen Sommer ihre ersten Tauchgänge in Alvin absolvierte.

„Es war unglaublich“, sagte sie und klang immer noch beeindruckt von der Erfahrung.

Bei Tauchgängen, so Michel, scheine die Zeit aufzuhören zu existieren. Bei den tiefsten Tauchgängen kann es zwei bis zweieinhalb Stunden dauern, bis man den Meeresboden erreicht, aber es fühlt sich an, als wäre überhaupt keine Zeit vergangen.

„Anfangs dringt das Licht noch durch das Wasser, sodass man sehen kann, dass das Wasser eine wirklich, wirklich blaue Farbe hat, aber bald verliert man das Licht im Wasser, sodass alles pechschwarz ist“, sagte sie. „Wenn man das Licht am U-Boot ein- und ausschaltet, kann man die ganze Biolumineszenz sehen, was mich irgendwie daran erinnert, in den Nachthimmel zu schauen und viele Sterne zu sehen. Das erinnert mich irgendwie daran. Man sieht irgendwie alles.“ diese kleinen Tiere leuchten auf.“

Soule spricht auch darüber, wie die Wahrnehmung der Zeit in der Tiefe verzerrt zu sein scheint.

„Man liegt acht Stunden dort unten, aber es vergeht wie im Flug“, sagte er.

Auch der Übergang zwischen Hell und Dunkel fasziniert ihn.

„Wenn man zum ersten Mal ins Meer gelangt, sieht man aus den Sichtfenstern dieses wirklich leuchtende Blau, und wenn man hinabsteigt, wird das Blau immer tiefer, geht über Dunkelblau über Indigoblau zu Marineblau bis hin zu Schwarz“, sagte Soule.

Der Übergang von dem Teil des Ozeans, der von der Sonne beleuchtet wird, zu dem Teil, der dunkel ist, sagte er, „ist ein Signal dafür, dass ich an einen Ort gehe, der ziemlich fremdartig ist, den noch nie ein Mensch gesehen hat, und das hat er auch getan.“ das Potenzial, neue Entdeckungen zu machen. Das ist der Teil, den ich mag.“

Auch wenn die Tauchgänge dieses Sommers in erster Linie dazu dienten, Ausrüstung in der Tiefe zu testen, stellte er fest, dass es immer noch Entdeckungen gab, „wie etwa die Erweiterung des bekannten Bereichs für verschiedene Organismen“.

Michel sagte, sie finde den Mid-Caymen Rise und sein Beebe Vent Field ziemlich beeindruckend, mit seinen hydrothermischen Quellen und Kolonien von Extremophilen – Garnelen und Röhrenwürmern, die sich an extreme Tiefen und extreme Hitze angepasst haben.

„Ich habe schon einige Kreuzfahrten zu Entlüftungsstellen unternommen (mit ferngesteuerten Fahrzeugen). Aber das Beebe Vent Field … es war einfach der unglaublichste Anblick, den ich je gesehen habe“, sagte sie und beschrieb es als „Dr . Seuss-artig.“

Der Geschichte einen Stempel aufdrücken:Der Poststempel ehrt WHOI

Sie fand es nicht nur wegen der surrealen und seltsamen Schönheit des Ganzen interessant, sondern auch, weil ihre Gruppe am WHOI an der Entwicklung neuer Instrumente zur Untersuchung der Ozeanchemie arbeitet – Werkzeuge, die dazu dienen, die geologischen Prozesse durch die Flüssigkeiten zu verstehen, die durch die Meeresbodenquellen strömen.

„Es ist sehr aufregend. Ich bin sehr glücklich, in der Tiefsee arbeiten zu dürfen“, sagte Michel.

Soule, der Alvin-Veteran, sagte, er finde es besonders spannend zu sehen, wie eine neue Generation von Wissenschaftlern das Fahrzeug erlebt und zum ersten Mal den Tiefseeboden sieht.

„Zu sehen, wie sie zum ersten Mal den Meeresboden sehen, ist einfach großartig“, sagte er. „Für Menschen, die viele Jahre lang die Tiefen des Ozeans erforscht haben, um sie dann zum ersten Mal mit eigenen Augen zu sehen … verändert es die Wahrnehmung Ihrer Arbeit und Ihr Verständnis Ihres Platzes auf dem Planeten.“

Er sagte, er hoffe, dass diese Wissenschaftler „die nächste Generation von Wissenschaftlern werden, die das U-Boot nutzen, um Entdeckungen zu machen und die Art und Weise zu verändern, wie wir über den Ozean und den Planeten denken.“

„Es funktioniert so, dass man versucht, die Grenzen des Wissens zu erweitern“, sagte er, „und ein Tool wie Alvin kann Ihnen dabei großartig helfen.“

Nachdem das Tauchboot nun auf Herz und Nieren geprüft wurde und die Tests mit Bravour bestanden hat, sagte Michel: „Alvin ist bereit für die Wissenschaft.“

Ihre erste wissenschaftliche Expedition mit neuer Tiefenzertifizierung segelt am 24. September in den nordöstlichen Teil des Golfs von Mexiko, um Methanaustrittsstellen zu untersuchen, sagte sie. Und wenn diese Mission erledigt ist, sind bereits mehrere andere Kreuzfahrten geplant.

Es sei möglich, dass Alvin die nächsten fünf Jahre unterwegs sei und die großen blauen Tiefen erkundet, sagte Michel.

Vielleicht könnte sein Missionsprotokoll also so beginnen: „Der Ozean: Die letzte Grenze auf der Erde. Dies sind die Reisen des von Menschen besetzten Tauchboots Alvin. Seine fünfjährige Mission: Seltsame neue Meeresböden erforschen. Unbekanntes Leben aufspüren.“ und geologische Prozesse. Mutig dorthin gehen, wo noch niemand zuvor war!“

Schulung der Bundesbediensteten:Wird das Programm dazu beitragen, die ergraute Fischereiindustrie von Cape Cod wiederzubeleben?